Experiment met licht geheugen heeft invloed op muizen, zoals een MIB neureur

Weet je nog toen Will Smith en Tommy Lee Jones de neuralyzer gebruikten om de herinneringen van mensen met blauw licht te wissen Mannen in zwart? Welnu, we kunnen dat nog niet doen, maar sommige wetenschappers hebben iets opmerkelijk vergelijkbaars gedaan. Op 9 oktober kondigde UC Davis aan dat onderzoekers daar hebben “Gewiste geheugens gewist” in muizen met behulp van licht.

Het geheim van de technologie ligt in een fascinerend veld genaamd optogenetica, en het is al begonnen om de manier waarop we over de hersenen denken te veranderen. Giovanni Idili van OpenWorm: Brains, Worms and Artificial Intelligence Giovanni Idili van OpenWorm: Brains, Worms, and Artificial Intelligence Simulating een menselijk brein is een uitweg, maar een open-sourceproject neemt vitale eerste stappen, door de neurologie en fysiologie te simuleren van een van de eenvoudigste dieren die de wetenschap kent. Lees verder .

Wat is Optogenetics?

Optogenetics is een zeer recent vakgebied volgens wetenschappelijke normen, dat er sinds 2002 is. Als u bekend bent met wetenschappelijke naamgevingsconventies, heeft u zich waarschijnlijk gerealiseerd dat optogenetica licht (opto) en genetica combineert - maar hoe dit werkt, is verrassend (en echt cool). Eerst een snelle les in neuroanatomie.

Het brein bestaat uit biljoenen neuronen, die elk verbonden zijn met vele andere neuronen, dezelfde structuur weerspiegeld in kunstmatige neurale netwerken en neuromorfe chips. De nieuwste computertechnologie die je moet zien te geloven De nieuwste computertechnologie die je moet zien Geloven Bekijk enkele van de nieuwste computertechnologieën die zijn ingesteld om de wereld van elektronica en pc's de komende jaren te transformeren. Lees verder . Wanneer een neuron is geactiveerd, of “branden,” het communiceert met andere neuronen en creëert een cascade van neurale activiteit - dit is wat gedachten en actie veroorzaakt (voor meer informatie over hoe de hersenen werken, bekijk de HowStuffWorks-uitleg).

Dus wat heeft licht daarmee te maken? Meestal niets. Met een beetje genetische modificatie zijn wetenschappers echter in staat geweest muizen te fokken waarvan het brein neuronen bevat die reageren op licht, wat betekent dat wanneer een bepaald stel neuronen wordt blootgesteld aan een zeer specifieke golflengte van blauw licht, ze kunnen worden aangezet of uit.

Dit is gebruikt in kleine dieren, zoals nematoden en rondwormen, om spieractie te induceren, en het is zelfs gebruikt om een ​​muis te laten rennen met een druk op de knop (de link gaat naar een video van het experiment; het is best cool, maar ik heb besloten om niet in te bedden als je liever niet ziet dat dierproeven in actie komen - dat gezegd hebbende, het is niet zo erg).

Als het echter om de hersenen gaat, zijn zaken als motoractivering en neurale circuitmapping niet zo complex als het modificeren van herinneringen. Wetenschappers bestuderen al geruime tijd herinneringen en cognitie, en er is nog steeds onenigheid over hoe het werkt en wat de relatie is tussen een neuron of een groep neuronen en bepaalde cognitieve functies.

“Een standaard-afgifte neureur”

Het recente UC Davis-onderzoek heeft een grote doorbraak bereikt in optogenetica en geheugen. Om echt te begrijpen wat er in dat onderzoek gaande was, zal ik je door het experiment leiden.

Lang voor het experiment waren muizen genetisch gemodificeerd, zodat hun neuronen door blauw licht konden worden beïnvloed. Er werd een klein licht geïmplanteerd in de hersenen van de muis om de nodige optische stimulatie te bieden, waarna het experiment begon. In dit specifieke experiment werden de muizen in een kooi geplaatst die hen een kleine elektrische schok gaf. Zodra ze de associatie tussen de kooi en de schok hadden geleerd, zouden ze onmiddellijk bevriezen zodra ze in die kooi werden gelegd; dit wordt een angstreactie genoemd.

Nadat de muizen dit antwoord hadden geleerd, veroorzaakten de onderzoekers het blauwe licht, dat was gericht op specifieke neuronale clusters. De muizen, opnieuw geïntroduceerd in de shock cage, vertoonden niet langer de angstrespons - dat hadden ze “vergeten” waar ze bang voor waren.

Natuurlijk is het een beetje een te grote vereenvoudiging om te zeggen dat de onderzoekers de herinneringen aan de muizen hadden gewist; dit was een heel eenvoudig geconditioneerd geheugen en reactie, en het werd onderdrukt door de toepassing van het blauwe licht.

Met dat gezegd, het is zeker een stap voorwaarts in hoe we de hersenen begrijpen (als je geïnteresseerd bent in de neuroanatomie van het experiment, bleek dat de hippocampus en de cortex beide betrokken zijn bij het ophalen van geheugen, en dat de cortex niet kan alleen doen. Het toonde ook aan dat specifieke delen van de hippocampus worden geactiveerd tijdens het ophalen van het geheugen).

Toekomstige overwegingen

Hoewel je je geen zorgen hoeft te maken dat iemand je hersens met blauw licht leegmaakt en je herinneringen snel zal wissen, roept dit wel een aantal serieuze vragen op over de toekomst van optogenetisch onderzoek. Er is nog geen onderzoek uitgevoerd met mensen, maar recente studies hebben primaten gebruikt, dus het lijkt waarschijnlijk dat mensen op schema liggen. Vanwege de genetische component kan het nog een tijdje duren voordat dit gebeurt (als je het zelf wilt zien, zou je kunnen overwegen om je hersens op ijs te zetten. Je hersens op ijs: is Cryonics gek? Je hersens op ijs: Is Cryonics Crazy? Wil je voor eeuwig leven? Het is geen trick-vraag: een technologie genaamd cryonics beweert een manier te bieden om de dood te bedriegen - maar houdt het idee water vast? Lees meer en kijk na enkele decennia nog een keer terug).

Het is niet moeilijk je voor te stellen dat iemand daar probeert uit te vinden hoe je een golflengte van licht kunt vinden die zonder de genetische component zou werken. Of dit mogelijk is, valt buiten het bestek van dit artikel, maar het levert wel een interessant gedachte-experiment op. Als wetenschappers erachter komen hoe ze neuronen kunnen manipuleren zonder voorgaande genetische manipulatie, zouden we ooit een wereld recht uit kunnen zien Poppenhuis (en als je het niet hebt gezien Poppenhuis, Ik raad het aan).

Wat vind je van dit onderzoek? Denk je dat we op weg zijn naar zakformaat neuralyzers? Deel je gedachten hieronder!

Image credit: LED-achtergrond met tientallen transparante blauwe LED's.